Page 242 - 机械技术运用及理论研究

230 机械技术 运用及理论研究 Research on the Application and Theory of Mechanical Technology

来改变压强分布。张国渊等设计了一种磁力加载装置。ZHOU 等将磁性液体作为
密封介质从而实现调节。还有一些工作致力于在没有信息系统介入的情况下，使
机械密封对一些物理要素的变化做出自适应性的调控。例如利用双层材料或形状
记忆材料等来在密封环温度过高时做出反应、在低转速运行时增强静压效应等。

总的来说，由于机械密封结构紧凑，而调控需要直接或间接地与介质压力对抗，
因此目前的调控手段是非常有限的。从目前的技术水平来看，期望对机械密封实
现完全的掌控短期内是不现实的，但是仍然可能在机械密封固有的维持稳定的物
理机制基础上产生协助作用。

（三）智能型机械密封的系统设计
感知、分析和行动三个能力维度与机械密封结构总共四者之间并非简单的
“线性叠加”，从而需要从整个系统的视角去审视。在为机械密封设计监测 / 调
控结构的过程中，一个明显的制约是监测 / 调控效能与机械密封物理系统的多方

面性能之间的矛盾。面对这些矛盾，在将监测和 / 或调控结构整合到机械密封中
时，在初期可以采用增量式改进的策略，以用短的开发周期和较少的研发资源实
现新的功能，并且维持和主机的兼容性。不过，由于不能很好地解决前述矛盾，
技术的实施会面临很大的局限。从结构设计上增强或拓展智能功能的效能。尽可

能将各种传感器安装在它们能获得高品质信号的位置，甚至通过增添新的要素来
创造特征明显从而易于识别的信号源（如使用能产生易分辨特征信号的结构和材
料等）；改变机械密封的结构从而为调控装置提供更大的作用面积。考虑智能化
的系统性能评估。一方面，监测 / 调控结构的植入会在一定程度上破坏机械密封

的固有特性；另一方面，机械密封的智能功能会给机械密封带来更优的性能。需
要综合这两方面的因素来对智能型机械密封作为一个整体系统的性能进行评估，
在这种整体评估的基础上开展优化设计。例如，有些为特定智能功能进行的结构
改造削弱了机械密封某些方面的性能，但这些智能功能所带来的益处可能更大，

因而仍然是值得的。
（四）机械密封智能化的发展历程与预期
机械密封的智能化是随着对机械密封性能要求的提高、人对机械密封认识的
深入以及支持性基础技术的进步而逐步发展的。第一，获取关于机械密封运行状

态的更丰富、更高品质的数据。大量高品质数据本身是一种有价值的资源：它们
在智能型机械密封系统中自然有着基础性的地位，而在系统之外也可人为地进行